(57)【要約】【課題】色順次駆動による色割れを抑制し、良好な発色及び階調特性を実現することが可能な電気光学装置を提供する。【解決手段】電気光学装置は、３つの光源が発光する光源色を時間的に切り替える色順次駆動方式を用いてフルカラーを表示する。液晶駆動手段は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する。また、光源制御手段は、３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、画素における液晶が階調を構成する周期よりも光源色の切り替え周期の方が短くなるように、光源色を切り替える。上記の電気光学装置によれば、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれで異なる色を発光する３つの光源と１つの液晶表示部とを有し、前記３つの光源における３色の光源色を時間的に切り替えることによって色を表示する電気光学装置であって、
１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて前記液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加することによって、前記液晶表示部を駆動する液晶駆動手段と、
前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御手段と、を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記液晶駆動手段は、前記液晶が階調を構成するために当該液晶に対して印加する前記オン電圧又は前記オフ電圧から成るパターンを、前記光源色の各色において概ね同一に設定することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
前記光源制御手段は、入力される画像信号に基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気光学装置。
【請求項４】
前記光源制御手段は、前記画像信号から各色ごとの平均階調値を求め、前記平均階調値に応じて前記光源色の切り替え周期を変化させることを特徴とする請求項３に記載の電気光学装置。
【請求項５】
前記液晶制御手段は、前記液晶表示部の全ての走査線に対して、概ね同一のタイミングで一斉に信号を供給することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の電気光学装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項７】
少なくとも異なる３色の光源色を時間的に切り替えることによって、色を表示する電気光学装置の駆動方法であって、
１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する液晶駆動工程と、
前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御工程と、を備えることを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、いわゆる色順次駆動方式で駆動される電気光学装置、その駆動方法及び電子
機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＬＤやＬＥＤなどの固体光源を用いて、いわゆる色順次駆動方式（フィールドシーケンシャル方式）で駆動されるプロジェクタなどが知られている。この色順次駆動方式は、時間的に光源色を切り替えて画像を表示する駆動方式であり、網膜上に投影された各色成分が人間の眼の積分機能で混色され、フルカラーに知覚される。この駆動方式は、眼を動かしたときなどに、各色成分が混色されないため色割れ現象が発生することが知られている。
【０００３】
ここで、単板方式の液晶プロジェクタで色、順次駆動を行った場合、液晶の応答時間の影響により、駆動周波数を高めると、液晶が十分に応答せずに、時間的に隣接する光源色と干渉する場合がある。このような不具合に対して、光源の発光期間を限定することによって、光源色の干渉を防止する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された技術では、液晶の電圧保持期間を増大させることによって、光源の発光期間を制限することによる明るさ低下を抑制している。
【０００４】
ところで、近年、液晶パネルなどに対するデジタル的な駆動方式として、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて各画素を階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加するサブフィールド駆動方式が提案されている（例えば、特許文献２参照）。このサブフィールド駆動方式は、液晶のオン／オフを時間的に繰り返すことで、時間的な積分値として所望の階調を得る駆動方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６３３５８号公報
【特許文献２】特開２００１−１００１８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述した色順次駆動に起因する色割れは、光源色の切り替え周波数を高めることによって、緩和されるものと考えられる。しかしながら、上記した特許文献１に記載された技術では、光源色の切り替え周波数を更に高めるためには、液晶の電圧保持期間を減少させることが必用となり、駆動周波数及び発光期間の両方を最適に設定することが困難であった。また、特許文献２に記載された技術では、色順次駆動による色割れを考慮してはいない。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、色順次駆動による色割れを抑制し、良好な発色及び階調特性を実現することが可能な電気光学装置、その駆動方法及び電子機器を提供することを課題の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１つの観点では、それぞれで異なる色を発光する３つの光源と１つの液晶表示部とを有し、前記３つの光源における３色の光源色を時間的に切り替えることによって色を表示する電気光学装置は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて前記液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する液晶駆動手段と、前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記の電気光学装置は、光源色を時間的に切り替える色順次駆動方式を用いることによって、フルカラーを表示する装置である。この場合、液晶駆動手段は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する。また、光源制御手段は、３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、画素における液晶が階調を構成する周期よりも光源色の切り替え周期の方が短くなるように、光源色を切り替える。これにより、液晶表示部の駆動周波数を大きく増大させることなく（つまり液晶表示部の電圧保持期間を減少させることなく）、光源の切り替え周波数を高めることができる。即ち、光源の発光期間を制限することなく、光原色の切り替え周期を効果的に短縮することができる。したがって、上記の電気光学装置によれば、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
【００１０】
上記の電気光学装置において好適には、前記液晶駆動手段は、前記液晶が階調を構成するために当該液晶に対して印加する前記オン電圧又は前記オフ電圧から成るパターンを、前記光源色の各色において概ね同一に設定する。これにより、表示される画像に生じる破綻を効果的に抑制することができる。
【００１１】
上記の電気光学装置の一態様では、前記光源制御手段は、入力される画像信号に基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させる。好適には、前記光源制御手段は、前記画像信号から各色ごとの平均階調値を求め、前記平均階調値に応じて前記光源色の切り替え周期を変化させる。つまり、画像における色みの偏りに基づいて、光源色の切り替え周期を変化させることができる。これにより、液晶が応答しないことに起因する表示劣化を効果的に抑制しつつ、色割れの発生を抑制することが可能となる。
【００１２】
上記の電気光学装置の他の一態様では、前記液晶制御手段は、前記液晶表示部の全ての走査線に対して、概ね同一のタイミングで一斉に信号を供給する。これにより、液晶表示部の書き込み時間に応じた光源による照射を実行することが可能となる。したがって、画面のむら等を効果的に抑制することができ、表示品位を向上させることが可能となる。
【００１３】
上記の電気光学装置は、各種の電子機器に好適に適用することができる。
【００１４】
本発明の他の観点では、少なくとも異なる３色の光源色を時間的に切り替えることによって、色を表示する電気光学装置の駆動方法は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する液晶駆動工程と、前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御工程と、を備える。上記の電気光学装置の駆動方法によっても、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態に係る電気光学装置を適用した液晶プロジェクタの概略構成を示すブロック図である。
【図２】液晶プロジェクタの駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図３】走査線駆動回路、データ線駆動回路、及び液晶パネルの概略構成を示す図である。
【図４】画素の概略構成を示す図である。
【図５】本実施形態に係る走査線の走査方法を説明するための図である。
【図６】本実施形態で用いる垂直走査信号及びスタートパルスを示す図である。
【図７】本実施形態で用いる各制御信号のタイミングチャートを示す。
【図８】液晶におけるチャージ電圧及び透過率の変化の一例を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る光源制御方法を具体的に説明するための図である。
【図１０】第１比較例に係る光源制御方法を具体的に説明するための図である。
【図１１】面書き込みの一例を示す図である。
【図１２】第２実施形態に係る駆動回路の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】第２実施形態に係る光源制御方法を具体的に説明するための図である。
【図１４】第２比較例に係る光源制御方法を具体的に説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
【００１７】
［装置構成］
図１は、本実施形態に係る電気光学装置を適用した、液晶プロジェクタ１０００の概略構成を示すブロック図である。液晶プロジェクタ１０００は、赤色の光源２０１Ｒ（以下、「Ｒ光源」と呼ぶ。）と、緑色の光源２０１Ｇ（以下、「Ｇ光源」と呼ぶ。）と、青色の光源２０１Ｂ（以下、「Ｂ光源」と呼ぶ。）と、リレーレンズ２０２Ｒ、２０２Ｇ、２０２Ｂと、クロスプリズム２０３と、液晶パネル１４と、投写光学系２０４と、を有する。
【００１８】
液晶プロジェクタ１０００は、液晶ライトバルブとして機能する液晶パネル１４を１つ用いた、単板式の投射型液晶装置として構成される。また、液晶プロジェクタ１０００は、時間的に光源色を切り替えて画像を表示する色順次駆動方式を用いることによって、フルカラーを表示する。
【００１９】
Ｒ光源２０１Ｒは赤色光を発光する固体光源であり、Ｇ光源２０１Ｇは緑色光を発光する固体光源であり、Ｂ光源２０１Ｂは青色光を発光する固体光源である。Ｒ光源２０１Ｒ、Ｇ光源２０１Ｇ、及びＢ光源２０１Ｂは、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などによって構成される。Ｒ光源２０１Ｒ、Ｇ光源２０１Ｇ、及びＢ光源２０１Ｂ（以下、これらを区別しないで用いる場合には、単に「光源」と呼ぶ。）によって発光された光は、それぞれリレーレンズ２０２Ｒ、２０２Ｇ、２０２Ｂを介してクロスプリズム２０３に入射される。クロスプリズム２０３は、リレーレンズ２０２Ｒ、２０２Ｇ、２０２Ｂを介して入射された赤色光、緑色光、及び青色光のそれぞれを反射させることによって、これらを液晶パネル１４に入射させる。
【００２０】
液晶パネル１４は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものである。液晶パネル１４は、いわゆる液晶ライトバルブとして機能し、供給された画像信号に応じて入射光を変調する。液晶パネル１４によって変調された光は投写光学系２０４によって拡大投写され、スクリーンＳＣ上で大画面画像を形成する。なお、液晶パネル１４の詳細については、後述する。
【００２１】
次に、図２を参照して、前述した液晶プロジェクタ１０００の光源及び液晶パネル１４を駆動する駆動回路について説明する。図２は、液晶プロジェクタ１０００の駆動回路１００の概略構成を示すブロック図である。
【００２２】
駆動回路１００は、主に、コントローラ１０と、走査線駆動回路１１と、データ線駆動回路１２と、光源制御信号生成部２１０と、Ｒ光源制御部２１１Ｒと、Ｇ光源制御部２１１Ｇと、Ｂ光源制御部２１１Ｂと、を有する。駆動回路１００は、液晶プロジェクタ１０００に搭載され、液晶プロジェクタ１０００が投射する画像を駆動制御する。
【００２３】
コントローラ１０は、クロック信号ｃｌｋや画像信号Ｄなどを取得し、これらに基づいて、スタートパルスＤＹ、走査側転送クロックＣＬＹ、データ転送クロックＣＬＸ、及びデータ信号Ｄｓなどを生成して、走査線駆動回路１１及びデータ線駆動回路１２に供給する。走査線駆動回路１１は、液晶パネル１４に対して走査信号Ｇｎを供給する（詳しくは、ｎ本の走査線に対して「Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎ」を供給する）。また、データ線駆動回路１２は、液晶パネル１４に対してデータ信号ｄｍを供給する（詳しくは、ｍ本のデータ線に対して「ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｍ」を供給する）。
【００２４】
また、コントローラ１０は、光源制御信号生成部２１０に対してスタートパルスＤＹを供給する。光源制御信号生成部２１０は、スタートパルスＤＹを基準として、光源の切り替え周期などを規定する光源制御信号を生成する。Ｒ光源制御部２１１Ｒ、Ｇ光源制御部２１１Ｇ、及びＢ光源制御部２１１Ｂは、それぞれ、光源制御信号生成部２１０から光源制御信号を取得し、この信号に基づいてＲ光源２０１Ｒ、Ｇ光源２０１Ｇ、及びＢ光源２０１Ｂを駆動する。
【００２５】
なお、コントローラ１０や光源制御信号生成部２１０などによって構成される駆動回路１００は、本発明における電気光学装置として機能する。具体的には、駆動回路１００は、液晶駆動手段及び光源制御手段として動作する。
【００２６】
次に、図３を参照して、前述した走査線駆動回路１１、データ線駆動回路１２、及び液晶パネル１４の構成について具体的に説明する。
【００２７】
コントローラ１０は、クロック信号ｃｌｋと、垂直走査信号ＶＳと、水平走査信号ＨＳと、画像信号Ｄと、を外部から取得する。そして、コントローラ１０は、これらの取得した信号に基づいて、スタートパルスＤＹと、走査側転送クロックＣＬＹと、データ転送クロックＣＬＸと、２値のデータ信号Ｄｓと、を生成する。スタートパルスＤＹは、走査側（Ｙ側）に対する走査の開始タイミングで出力されるパルス信号である。走査側転送クロックＣＬＹは、走査側（Ｙ側）の水平走査を規定する信号である。データ転送クロックＣＬＸは、データ線駆動回路１２へデータを転送するタイミングを規定する信号である。データ信号Ｄｓは、画像信号Ｄに対応するデータであり、各サブフィールド期間毎に画素１４ｃをオン状態又はオフ状態にするためのハイレベル又はローレベルを示すデータである。なお、コントローラ１０、走査線駆動回路１１、及びデータ線駆動回路１２には、その他にも各種の信号が入出力されるが、本実施形態と特に関係の無いものについては説明を省略する。
【００２８】
走査線駆動回路１１は、コントローラ１０から、スタートパルスＤＹ及び走査側転送クロックＣＬＹを取得し、液晶パネル１４の走査線１４ａに対して走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎを出力する。具体的には、走査線駆動回路１１は、コントローラ１０から供給されるスタートパルスＤＹを走査側転送クロックＣＬＹに従って転送し、走査線１４ａの各々に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎとして順次排他的に供給するものである。
【００２９】
データ線駆動回路１２は、コントローラ１０から、データ転送クロックＣＬＸと、データ信号Ｄｓとを取得し、液晶パネル１４のデータ線１４ｂに対してデータ信号ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｍを出力する。具体的には、データ線駆動回路１２は、ある水平走査期間において２値信号Ｄｓをデータ線１４ｂの本数に相当するｍ個順次ラッチした後、ラッチしたｍ個の２値信号Ｄｓを、次の水平走査期間において、それぞれ対応するデータ線１４ｂにデータ信号ｄ１、ｄ２、ｄ３、…、ｄｍとして一斉に供給するものである。
【００３０】
液晶パネル１４は、前述したように、液晶（ＬＣＤ）によって構成され、電圧が印加されることによって画像信号などを表示する液晶表示部である。具体的には、液晶パネル１４は、走査線１４ａと、データ線１４ｂと、画素１４ｃとを備える。詳しくは、液晶パネル１４には、ｎ本の走査線１４ａが、図３においてＸ（行）方向に延在して形成され、ｍ本のデータ線１４ｂがＹ（列）方向に沿って延在して形成されている。そして、画素１４ｃは、走査線１４ａとデータ線１４ｂとの各交差に対応して設けられて、マトリクス状に配列されている。
【００３１】
ここで、図４を参照して、画素１４ｃの具体的な構成について説明する。画素１４ｃは、主に、トランジスタ１４ｄと、蓄積容量１４ｅと、画素電極１４ｆと、液晶１４ｇと、対向電極１４ｈと、を有する。
【００３２】
図４に示す構成では、スイッチング素子としてのトランジスタ１４ｄのゲートが走査線１４ａに、ソースがデータ線１４ｂに、ドレインが画素電極１４ｆに、それぞれ接続される。そして、画素電極１４ｆと対向電極１４ｈとの間に、電気光学材料たる液晶１４ｇが挟持されて液晶層が形成されている。ここで、対向電極１４ｈは、実際には画素電極１４ｆと対向するように対向基板の全面に形成される透明電極である。また、対向電極１４ｈには対向電極電圧Ｖｃｏｍが印加されるようなっている。更に、画素電極１４ｆと対向電極１４ｈとの間においては蓄積容量１４ｅが形成されて、液晶層を挟む電極と共に電荷を蓄積する。なお、図４中の電圧Ｖｌｃは、画素１４ｃにチャージされる電圧（以下、「チャージ電圧Ｖｌｃ」と呼ぶ。）に相当する。
【００３３】
各走査線１４ａには前述した走査線駆動回路１１から夫々走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｎ（以下では、これらをまとめて単に「Ｇｎ」とも表記する。）が供給される。各走査信号によって、各ラインの画素を構成するトランジスタ１４ｄが導通状態となり、これにより、前述したデータ線駆動回路１２から各データ線１４ｂに供給されたデータ信号ｄ１、ｄ２、…、ｄｍ（以下では、これらをまとめて単に「ｄｍ」とも表記する。）が供給されることとなる。そして、書き込まれた画素電極１４ｆと対向電極１４ｈとの電位差に応じて液晶１４ｇの分子集合の配向状態が変化して、光の変調が行われ、階調表示がなされる。
【００３４】
［液晶パネルの駆動方法］
次に、図５乃至図８を参照して、本実施形態に係る液晶パネル１４の駆動方法について説明する。本実施形態では、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して各サブフィールドにおいて各画素を階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加するサブフィールド駆動方式に基づいて、画像を表示する。つまり、１サブフィールド期間内で全画素を順次、オン若しくはオフに相当する２値の電圧のどちらかで書込み、これを１フィールドを構成する全てのサブフィールドにおいて繰り返して実行することで、１フィールド期間の明るさを決定する。
【００３５】
なお、ここでは、液晶パネル１４における表示モードはノーマリーホワイトであり、画素に電圧が加わった状態で黒表示（オン状態）、電圧が加わらない状態で白表示（オフ状態）を行うものとして説明する。また、１フィールドを３２サブフィールドに分割した場合を一例として説明する。
【００３６】
図５は、本実施形態に係る走査線１４ａの走査方法を説明するための図である。図５（ａ）は、１フィールドと、それを構成する３２サブフィールドとを示しており、図５（ｂ）は、サブフィールドＳＦ１において走査される走査線１４ａ、及び走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎを示している。図５（ｂ）に示すように、１サブフィールドにおいて、全ての走査線１４ａに対する走査が実行される。
【００３７】
図６は、本実施形態で用いる垂直走査信号ＶＳ及びスタートパルスＤＹを示す図である。図６（ａ）は垂直走査信号ＶＳを示しており、図６（ｂ）はスタートパルスＤＹを示している。図６（ｂ）に示すように、コントローラ１０は、１垂直期間（１フィールド期間）において、３２発のスタートパルスＤＹを発生する。
【００３８】
次に、図７は、本実施形態で用いる各制御信号のタイミングチャートを示す。図７（ａ）はスタートパルスＤＹを示し、図７（ｂ）は走査側転送クロックＣＬＹを示し、図７（ｃ）は走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎを示している。図７（ｃ）に示すように、走査側転送クロックＣＬＹに同期して、走査線１４ａの各々に走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎとして順次排他的に出力される。
【００３９】
図８は、図７に示すような駆動を行った場合のチャージ電圧Ｖｌｃ及び透過率ＬＣを示している。なお、ここでは、データ信号ｄｍの電圧が「１２Ｖ」であり、対向電極電圧Ｖｃｏｍが「７Ｖ」である場合を一例として説明する。
【００４０】
図８（ａ）は１サブフィールドにおける走査信号Ｇｎを示し、図８（ｂ）は１つの画素１４ｃのチャージ電圧Ｖｌｃを示し、図８（ｃ）は液晶１４ｇの透過率ＬＣを示している。この場合、画素１４ｃはデータ信号ｄｍの１２Ｖをチャージし（図８（ｂ）参照）、液晶１４ｇは１２Ｖの印加電圧に相当する応答をする（図８（ｃ）参照）。具体的には、１サブフィールドの終了時に透過率が０％まで落ちる。この場合、図８（ｃ）中の面積Ｍ１（電圧積分値）に相当するだけ暗くなる。
【００４１】
［光源制御方法］
以下では、本発明の実施形態に係る光源制御方法について、具体的に説明する。
【００４２】
（第１実施形態）
第１実施形態では、画素１４ｃの液晶１４ｇが階調を構成する周期よりも、光源色の切り替え周期の方が短くなるように、光源色の切り替えを制御する。つまり、第１実施形態では、同色の光源色を用いるサブフィールドを連続させるのではなく、時間的に階調が形成される前に、異なる光源色のサブフィールドに切り替える。こうすることは、液晶パネル１４の駆動をなるべく抑えつつ、光源を適切なタイミングで発光させることによって、階調を形成することに相当する。これにより、色順次駆動に起因する色割れの発生を抑制し、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
【００４３】
なお、このような光源色の切り替え制御は、主に、前述した駆動回路１００内の光源制御信号生成部２１０によって実行される。具体的には、光源制御信号生成部２１０は、コントローラ１０から供給されるスタートパルスＤＹを基準として、光源を切り替える周期などを規定する光源制御信号を生成する。
【００４４】
ここで、図９を参照して、第１実施形態に係る光源制御方法について具体的に説明する。なお、図９は、横軸に時間を示し、縦軸に液晶１４ｇの電圧（上記したチャージ電圧Ｖｌｃに相当する）を示している。また、実線は液晶パネル１４の応答波形の一例を示し、破線（図９中において縦方向に複数描かれた破線）はスタートパルスＤＹの発生タイミングを示している。つまり、破線の間隔は、１サブフィールド期間に相当する。更に、図９では、ハッチングした領域によって光源色の色を示し、ハッチングの濃さの違いによって赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ表現している。
【００４５】
第１実施形態では、図９中の実線及び破線で示すように、時間的に階調が形成される前に（図９では概ね１フィールド期間に相当する）、次々と光源色の色を切り替える。言い換えると、第１実施形態では、同色の光源色を用いるサブフィールドをしばらく連続させるのではなく、時間的に階調が形成される前に、異なる光源色を用いるサブフィールドに切り替える。具体的には、この例においては、光源制御信号生成部２１０は、概ねスタートパルスＤＹ２回毎に（つまり２サブフィールド毎に）、光源色を切り替える。即ち、光源制御信号生成部２１０は、概ねスタートパルスＤＹ２回毎に、Ｒ光源２０１Ｒ、Ｇ光源２０１Ｇ、及びＢ光源２０１Ｂの点灯と消灯とを順に切り替える。このような光源色の切り替え周期は、液晶１４ｇが階調を構成する周期（概ね１フィールド期間）よりも短い。
【００４６】
なお、２サブフィールド毎に光源色を切り替えることに限定はされない。つまり、液晶１４ｇが時間的に階調を構成する周期よりも光源色の切り替え周期の方が短くなれば、２サブフィールド毎に光源色を切り替えることに限定はされない。
【００４７】
次に、図１０を参照して、比較例（以下、「第１比較例」と呼ぶ。）に係る光源制御方法について説明する。図１０も、横軸に時間を示し、縦軸に液晶１４ｇの電圧を示している。また、実線は液晶パネル１４の応答波形の一例を示し、破線はスタートパルスＤＹの発生タイミングを示している。更に、図１０では、ハッチングした領域によって光源色の色を示し、ハッチングの濃さの違いによって赤色光、緑色光、及び青色光を表現している。なお、図１０に示す例と、前述した図９に示す例とでは、駆動回路１００に入力される画像信号Ｄは概ね同一であるものとする。よって、図９に示した液晶パネル１４の応答波形を光源色の色ごとにまとめて並び替えた波形は、図１０に示す光源色の色ごとの応答波形に概ね一致する。
【００４８】
第１比較例では、図１０のハッチング領域に示すように、１フィールドの「１／３」程度に相当する周期で、光源色の色を切り替えている。つまり、第１比較例では、画素１４ｃの液晶１４ｇが階調を構成する周期などを考慮せずに、予め定められた周期で光源色を切り替えている。よって、第１比較例では、同色の光源色を用いるサブフィールドがしばらく連続することとなる。具体的には、２サブフィールド以上の期間連続して、同色の光源色を用いている。
【００４９】
ここで、第１実施形態に係る光源制御方法と、第１比較例に係る光源制御方法とを比較する。第１実施形態では、第１比較例と異なり、予め定められた周期で光源色を切り替えるのではなく、時間的に階調が形成される前に光源色を切り替えている。つまり、第１実施形態に係る光源制御方法は、液晶パネル１４の駆動をなるべく抑えつつ、光源を適切なタイミングで発光させることによって、階調を形成している。したがって、第１実施形態によれば、液晶パネル１４の駆動周波数を大きく増大させることなく（つまり液晶パネル１４の電圧保持期間を減少させることなく）、光源の切り替え周波数を高めることができる。即ち、光源の発光期間を制限することなく、光原色の切り替え周期を効果的に短縮することができる。したがって、第１実施形態に係る光源制御方法によれば、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
【００５０】
なお、１サブフィールドにおいて用いる、液晶１４ｇが階調を構成するために液晶１４ｇに対して印加するオン電圧又はオフ電圧から成るパターン（以下、「パルスコード」とも呼ぶ。）を、光源色の各色において概ね同一に設定することが好ましい。つまり、液晶応答を考慮して、各色における色成分のパルスコードは類似した形状のものを用いることが好ましい。こうするのは、表示される画像に生じる破綻を、効果的に抑制するためである。
【００５１】
また、スタートパルスＤＹが発生してから液晶１４ｇが応答するまでの時間を考慮して、光源の切り替えタイミングを設定することが好ましい。こうすることにより、Ｒ光源２０１Ｒ、Ｇ光源２０１Ｇ、及びＢ光源２０１Ｂは交互に点灯と消灯とを繰り返すこととなる。
【００５２】
更に、液晶パネル１４の全ての走査線１４ａに対して、概ね同一のタイミングで走査信号Ｇｎを供給することが好ましい。即ち、全ての走査線１４ａに対して一斉に走査信号Ｇｎを供給することが好ましい。つまり、液晶パネル１４に対して、いわゆる面書き込みを実行することが好ましい。こうするのは、液晶パネル１４の書き込み時間に応じた光源による照射を実行するためである。
【００５３】
図１１は、上記した面書き込みの一例を示す図である。図１１（ａ）はスタートパルスＤＹを示し、図１１（ｂ）は面書き込みを行う場合の走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎを示している。図１１（ｂ）に示すように、スタートパルスＤＹのタイミングで、走査信号Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎが一斉に出力されていることがわかる。このような面書き込みを実行することにより、液晶パネル１４の書き込み時間に応じた光源による照射を実行することが可能となる。これにより、画面のむら等を効果的に抑制することができ、表示品位を向上させることが可能となる。
【００５４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態に係る光源制御方法について説明する。第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様に、液晶１４ｇが階調を構成する周期よりも光源色の切り替え周期の方が短くなるように、光源色の切り替えを制御する。しかしながら、第２実施形態では、入力される画像信号Ｄに基づいて、光源色の切り替え周期を変化させる点で、第１実施形態と異なる。具体的には、第２実施形態では、画像信号Ｄから各色ごとの平均階調値を求め、この平均階調値に応じて光源色の切り替え周期を変化させる。つまり、第２実施形態では、画像における色みの偏りに基づいて、光源色の切り替え周期を変化させる。こうすることにより、液晶１４ｇが応答しないことに起因する表示劣化を効果的に抑制しつつ、色割れの発生を抑制することが可能となる。
【００５５】
図１２は、第２実施形態に係る光源制御を実行する、駆動回路１００ａの概略構成を示すブロック図である。駆動回路１００ａは、主に、コントローラ１０と、走査線駆動回路１１と、データ線駆動回路１２と、光源制御信号生成部２１０ａと、Ｒ光源制御部２１１Ｒと、Ｇ光源制御部２１１Ｇと、Ｂ光源制御部２１１Ｂと、平均階調値演算部２１５と、を有する。駆動回路１００ａは、前述した液晶プロジェクタ１０００などに搭載され、液晶プロジェクタ１０００を制御する。なお、ここでは、前述した駆動回路１００（図２参照）における同一の構成要素及び信号に対しては同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５６】
平均階調値演算部２１５は、コントローラ１０の前段に配置され、入力される画像信号Ｄを解析する。具体的には、平均階調値演算部２１５は、入力された画像信号Ｄから、画面内の全画素について各色ごと（Ｒ、Ｇ、Ｂごと）の平均階調値を求める。そして、平均階調値演算部２１５は、求めた平均階調値に対応する信号ＡＰＬを光源制御信号生成部２１０ａに出力する。なお、コントローラ１０には、画像信号Ｄそのものが入力されるものとする。
【００５７】
光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値演算部２１５から供給される信号ＡＰＬ、及びコントローラ１０から供給されるスタートパルスＤＹに基づいて、光源の切り替え周期などを規定する光源制御信号を生成する。具体的には、光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値に対応する信号ＡＰＬに基づいて、光源色の切り替え周期を変化させる、つまり光源色の切り替え速度を変化させる。詳しくは、光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値における偏り（画像における色みの偏り）を判別し、これに基づいて切り替え周期を変化させる。
【００５８】
より詳しくは、光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値の偏りが各色において大きいと判別される場合、映像適応的に光源色の切り替え周期を変動させる。例えば、光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値の偏りが大きい場合、光源色の切り替え周期を長くする。こうするのは、平均階調値に偏りがある場合には、各色成分のサブフィールドを切り替える際の変動量が大きくなり、液晶１４ｇが応答しきらない可能性があるからである。これに対して、平均階調値の偏りが小さいと判別される場合には、光源制御信号生成部２１０ａは、光源色の切り替え周期を短くする。つまり、光源色を比較的高速に切り替える。
【００５９】
次に、図１３を参照して、第２実施形態に係る光源制御方法について説明する。なお、図１３は、横軸に時間を示し、縦軸に液晶１４ｇの電圧（上記したチャージ電圧Ｖｌｃに相当する）を示している。また、実線は液晶パネル１４の応答波形の一例を示し、破線はスタートパルスＤＹの発生タイミングを示している。更に、図１３では、ハッチングした領域によって光源色の色を示し、ハッチングの濃さの違いによって赤色光、緑色光、及び青色光をそれぞれ表現している。
【００６０】
図１３に示す例では、駆動回路１００ａに入力される画像信号Ｄは、青（Ｂ）についての情報がほとんどないものとする。つまり、ほとんど青みのない画像（黄色が強い画像）が入力されたものとする。この場合には、平均階調値演算部２１５によって求められる平均階調値（信号ＡＰＬ）に偏りが発生することとなる。したがって、光源制御信号生成部２１０ａは、平均階調値の偏りが各色において大きいと判別して、映像適応的に光源色の切り替え周期を変動させる。具体的には、図１３のハッチング領域で示すように、光源制御信号生成部２１０ａは光源色を切り替える。
【００６１】
この場合、光源制御信号生成部２１０ａは、図１３中の実線で示すように、画素１４ｃの液晶１４ｇが概ね階調を構成する期間Ｔ１ａにおいて、赤色光及び緑色光の２色の間で切り替えを実行する。つまり、光源制御信号生成部２１０ａは、時間的に階調が形成される前に、赤色光及び緑色光の２色の切り替えを繰り返し行う。このように赤色光及び緑色光の２色の間で切り替えを実行するのは、入力された画像信号Ｄには青（Ｂ）についての情報がほとんどないからである。より詳しくは、光源制御信号生成部２１０ａは、赤色光及び緑色光に対して、概ねスタートパルスＤＹ３回分の周期（つまり３サブフィールド分に相当する周期）で切り替えを行う。これに対して、画素１４ｃの液晶１４ｇが階調を構成した後の期間Ｔ１ｂにおいては、光源制御信号生成部２１０ａは、光源色を青色光に維持し続ける（即ち、青色光に関しては、１フィールドにおいて、一旦青色光に切り替わった後に他の色への切り替えを実行しない）。なお、画像信号Ｄには青（Ｂ）についての情報がほとんどないため、青色光を用いる期間Ｔ１ｂでは液晶パネル１４を駆動させていない。
【００６２】
なお、図１３中の期間Ｔ１ａにおいて、赤色光及び緑色光の２色のみを切り替えることに限定はされない。液晶１４ｇが階調を構成する期間Ｔ１ａにおいて、赤色光及び緑色光だけでなく青色光も用いて、光源色の切り替えを行っても良い。
【００６３】
ここで、図１４を参照して、比較例（以下、「第２比較例」と呼ぶ。）に係る光源制御方法について説明する。図１４も、横軸に時間を示し、縦軸に液晶１４ｇの電圧を示している。また、実線は液晶パネル１４の応答波形の一例を示し、破線はスタートパルスＤＹの発生タイミングを示している。更に、図１４では、ハッチングした領域によって光源色の色を示し、ハッチングの濃さの違いによって赤色光、緑色光、及び青色光を表現している。なお、図１４に示す例と、前述した図１３に示す例とでは、駆動回路１００ａに入力される画像信号Ｄは概ね同一であるものとする。つまり、青（Ｂ）についての情報がほとんどない、青みのない画像（黄色が強い画像）が入力されたものとする。
【００６４】
第２比較例では、図１４のハッチング領域に示すように、１フィールドの「１／３」程度に相当する周期で、光源色の色を切り替えている。つまり、第２比較例では、画素１４ｃの液晶１４ｇが階調を構成する周期などを考慮せずに、予め定められた周期で光源色を切り替えている。よって、第２比較例では、同色の光源色を用いるサブフィールドがしばらく連続することとなる。具体的には、３サブフィールド以上の期間連続して、同色の光源色を用いている。
【００６５】
ここで、第２実施形態に係る光源制御方法と、第２比較例に係る光源制御方法とを比較する。第２実施形態では、第２比較例と異なり、予め定められた周期で光源色を切り替えるのではなく、時間的に階調が形成される前に光源色を切り替えている。つまり、第２実施形態に係る光源制御方法は、液晶１４ｇの駆動をなるべく抑えつつ、光源を適切なタイミングで発光させることによって、階調を形成している。したがって、第２実施形態によれば、液晶パネル１４の駆動周波数を大きく増大させることなく（つまり液晶パネル１４の電圧保持期間を減少させることなく）、光源の切り替え周波数を高めることができる。よって、光源の発光期間を制限することなく、光原色の切り替え周期を効果的に短縮することができる。
【００６６】
また、第２実施形態に係る光源制御方法では、第２比較例と異なり、画像信号Ｄの平均階調値の偏りに応じて、光源色の切り替え周期を変化させている。したがって、第２実施形態によれば、液晶１４ｇが応答しないことに起因する表示劣化を効果的に抑制できる。以上より、第２実施形態によれば、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
【００６７】
なお、上記のように平均階調値に基づいて光源の切り替えタイミングを変化させる場合、切り替えタイミングを変化すると同時に、液晶パネル１４を駆動するパルスコードも変化させることが好ましい。
【００６８】
また、平均階調値の偏りを判別する場合、階調データをヒストグラムに取り、この度数分布の相関を考慮に入れることが好ましい。こうすることによって、画像における色みの偏りを、精度良く判別することができる。
【００６９】
［変形例］
本発明は、液晶パネル１４に対する走査に合わせて、照明側も走査（スキャニング）可能に構成された電子機器（プロジェクタなど）にも適用することができる。例えば、この電子機器は、回転可能なプリズムなどを液晶パネルの前方に配置して構成され、各光源から照射された光をプリズムに入射させると共に、プリズムを回転させることによって、液晶パネル１４において光が照射される位置を変えることができる。
【００７０】
また、上記では、本発明を液晶プロジェクタ１０００に適用した実施形態を示したが、これに限定はされない。つまり、他の電子機器に対しても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１０  コントローラ、  １１  走査線駆動回路、  １２  データ線駆動回路、  １４  液晶パネル、  １４ａ  走査線、  １４ｂ  データ線、  １４ｃ  画素、  １００  駆動回路、  ２０１Ｒ  Ｒ光源、  ２０１Ｇ  Ｇ光源、  ２０１Ｂ  Ｂ光源、  ２１０  光源制御信号生成部、  ２１５  平均階調値演算部、  １０００  液晶プロジェクタ
【図１】
2010039495.tif 000003
【図２】
2010039495.tif 000004
【図３】
2010039495.tif 000005
【図４】
2010039495.tif 000006
【図５】
2010039495.tif 000007
【図６】
2010039495.tif 000008
【図７】
2010039495.tif 000009
【図８】
2010039495.tif 000010
【図１１】
2010039495.tif 000011
【図１２】
2010039495.tif 000012
【図９】
2010039495.tif 000013
【図１０】
2010039495.tif 000014
【図１３】
2010039495.tif 000015
【図１４】
2010039495.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月25日(2009.9.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれで異なる色を発光する３つの光源と１つの液晶表示部とを有し、前記３つの光源における３色の光源色を時間的に切り替えることによって色を表示する電気光学装置であって、
１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて前記液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加することによって、前記液晶表示部を駆動する液晶駆動手段と、
前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御手段と、を備え、
前記光源制御手段は、入力される画像における色みの偏りに基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させることを特徴とする電気光学装置。
【請求項２】
前記光源制御手段は、前記画像信号から各色ごとの平均階調値を求め、前記平均階調値に応じて前記光源色の切り替え周期を変化させることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電気光学装置を有することを特徴とする電子機器。
【請求項４】
少なくとも異なる３色の光源色を時間的に切り替えることによって、色を表示する電気光学装置の駆動方法であって、
１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する液晶駆動工程と、
前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御工程と、を備え、
前記光源制御工程は、入力される画像における色みの偏りに基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させることを特徴とする電気光学装置の駆動方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の１つの観点では、それぞれで異なる色を発光する３つの光源と１つの液晶表示部とを有し、前記３つの光源における３色の光源色を時間的に切り替えることによって色を表示する電気光学装置は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて前記液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加することによって、前記液晶表示部を駆動する液晶駆動手段と、前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御手段と、を備え、前記光源制御手段は、入力される画像における色みの偏りに基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
上記の電気光学装置は、光源色を時間的に切り替える色順次駆動方式を用いることによって、フルカラーを表示する装置である。この場合、液晶駆動手段は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する。また、光源制御手段は、３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、画素における液晶が階調を構成する周期よりも光源色の切り替え周期の方が短くなるように、光源色を切り替える。これにより、液晶表示部の駆動周波数を大きく増大させることなく（つまり液晶表示部の電圧保持期間を減少させることなく）、光源の切り替え周波数を高めることができる。即ち、光源の発光期間を制限することなく、光原色の切り替え周期を効果的に短縮することができる。したがって、上記の電気光学装置によれば、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。
また、上記の電気光学装置では、前記光源制御手段は、入力される画像における色みの偏りに基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させる。これにより、液晶が応答しないことに起因する表示劣化を抑制しつつ、色割れの発生を抑制することが可能となる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
好適には、前記光源制御手段は、前記画像信号から各色ごとの平均階調値を求め、前記平均階調値に応じて前記光源色の切り替え周期を変化させる。これにより、液晶が応答しないことに起因する表示劣化を効果的に抑制しつつ、色割れの発生を抑制することが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明の他の観点では、少なくとも異なる３色の光源色を時間的に切り替えることによって、色を表示する電気光学装置の駆動方法は、１フィールドを時間軸上で複数のサブフィールドに分割して、各サブフィールドにおいて液晶表示部を構成する各画素に対して階調に応じてオン電圧又はオフ電圧を印加する液晶駆動工程と、前記３色の光源色のうち少なくとも２色の光源色に対して、前記画素における液晶が階調を構成する周期よりも前記光源色の切り替え周期の方が短くなるように、前記光源色の切り替えを制御する光源制御工程と、を備え、前記光源制御工程は、入力される画像における色みの偏りに基づいて、前記光源色の切り替え周期を変化させる。上記の電気光学装置の駆動方法によっても、色順次駆動による色割れを抑制し、明るさを落とすことなく、良好な発色及び階調特性を実現することが可能となる。